量子力學概念總結
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量子力學概念總結范文第1篇
關鍵詞 量子力學 教學內容 教學方法
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A
Teaching Methods and Practice of Quantum Mechanics of
Materials Physics Professional
FU Ping
(College of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430073)
Abstract For the difficulties faced by students in Materials professional to learn quantum mechanics physics course, by a summary of teaching practice in recent years, from the teaching content, teaching methods and means of exploration and practice, students mobilize the enthusiasm and initiative, and achieved good teaching results.
Key words quantum mechanics; teaching content; teaching methods
0 引言
量子力學是研究微觀粒子（如原子、分子、原子核和基本粒子等）運動規律的物理學分支學科，它和相對論是矗立在20世紀之初的兩座科學豐碑，一起構成了現代物理學的兩塊理論基石。相對論和量子力學徹底改變了經典物理學的世界觀，并且深化了人類對自然界的認識，改造了人類的宇宙觀和思想方法，它使人們對物質存在的方式及其運動形態等的認識產生了一個質的飛躍。
量子力學是材料物理專業一門承前啟后的專業基礎必修課：量子力學的教學必須以數學為基礎，包括線性代數、概率論、高等數學、數理方法等，其又是后續課程材料科學基礎、固體物理、材料物理、納米材料等的理論基礎。可見，量子力學課程在材料物理專業的課程體系中占有非常重要的地位，學生掌握的程度直接影響后續專業課程的學習。作者近年來一直從事量子力學的教學工作，針對量子力學課程教學過程中存在的現象和問題，進行了較深入細致的思考與探討，在實際教學過程中對本課程的教學方法進行了探索與實踐，收到了較好的教學效果。
1 量子力學教學面臨的難點
量子力學研究的是微觀粒子的運動規律，微觀粒子同宏觀粒子不同，看不見，摸不著，只有借助于探測器才能察覺它的存在和屬性。材料物理專業學生之前學習的基本上是經典物理，而量子力學理論無法用經典理論進行解釋，學生對此感到難于理解。因此，經典物理的傳統觀念對學生思想的束縛，構成了學生學習量子力學的思想障礙；量子力學可以說無處不“數學”， 由于材料物理專業學生在數學基礎方面與物理專業學生相比較為薄弱，在學習過程中普遍感到數學計算繁難，對大段的數學推導表現出畏難情緒。可見，量子力學對數學的精彩詮釋卻構成了學生學習量子力學的心理障礙。這兩大障礙勢必會影響量子力學和后續課程的學習。在這種情況下，我們應當怎樣開展量子力學教學從而使學生重視并努力學好該課程就成了一個嚴峻的挑戰。
2 明確教學重點和難點、有的放矢
要講授一門課程，首先應該對課程內容有一個清晰的認識。量子力學的內容可以包括三個方面：一是介紹產生新概念的歷史背景及一些重要實驗；二是提出一系列不同于經典物理學的基本概念與原理，如波函數、算符等概念和相關原理，是該課程的核心；三是給出解決具體實際問題的方法。三部分內容相互聯系，層層推進，形成完整的知識體系。作為引導者，教師應在這三部分內容的教學過程中幫助學生成功地突破兩大束縛。第一部分內容教師應考慮如何引導學生入門，從習慣古典概念轉而接受量子概念。在講授這部分內容時要將重點放在“經典”向“量子”的過渡上，引出量子力學與經典力學在研究方法上的顯著不同：經典力學是將其研究對象作為連續的不間斷的整體對待，而量子力學將其研究對象看成的間斷的、不連續的。學生在學習這部分時應仔細“品嘗”其中的“滋味”，以便啟發自己的思維自然地產生一個飛躍，完成思想的突破。第二、三部分是量子力學學習的重點與難點，并且涉及大量的數學推導，教師應采取適當的教學手段，突出重點，強調難點。在物理學研究中，數學只是用來表達物理思想并在此基礎上進行邏輯演算的工具，不能將物理內容淹沒在復雜的數學形式當中。通過數學推導才能得到的結論，只需告訴學生，從數學上可以得到這樣的結果就可以了，無需將重點放在繁難的數學推導上，否則會使學生本末倒置，忽略了對量子力學思想的理解。這樣的教學可以幫助學生突破心理障礙，不會一提量子力學就想到復雜的數學推導，從而產生抵觸情緒。成功地突破這兩大障礙，是學習量子力學的關鍵。
3 教學方法的改革
3.1 利用現代技術改進教學手段
傳統的板書教學能夠形成系統性的知識框架，教師在板書推導的過程中，學生有時間反應和思考，緊跟教師的思路，從而可以詳細、循序漸進地吸收所學知識，并培養了良好的思維習慣。但全程板書會導致上課節奏慢，授課內容有限。目前隨著高校教學改革的推進，授課學時相繼減少，對于傳統教學方式來講，要完成教學任務比較困難。這就要借助現代科技手段進行教學改革，包括多媒體課件的使用和網絡教學。但是在量子力學教學中，一些繁雜公式的推導，如果使用多媒體課件，節奏會較快，導致學生目不暇接，來不及做筆記，更來不及思考，不利于講授內容的消化吸收。鑒于此，對于量子力學課程，教學過程應采用板書和多媒體技術相結合的方式，充分發揮二者的優勢，調動學生的學習積極性。
3.2 建設習題庫
量子力學課程理論抽象，要深入理解這些理論，在熟練掌握教材基本知識的基礎上，需要通過大量習題的演練，循序漸近，才能檢驗自己理解的程度，真正學好這門課程。因此在教學過程中，強調做習題的重要性。有針對性地根據材料物理專業量子力學的教學大綱和教學內容，參考多本量子力學教材和習題集，利用計算機技術建設量子力學習題庫，題型包括選擇、填空、證明、簡答和計算題等，內容涵蓋各知識點，從簡到繁、由淺至深。題庫操作方便，學生可自行操作，并對所做結果進行實時檢查，從而清楚自己掌握本課程的程度。這一方式在近幾年的教學中取得了良好的教學效果。
3.3 加強與學生互動，調動學生的學習積極性
教學是一個師生互動的過程，應讓學生始終處于主動學習的位置而不是被動的接受。量子力學課程的學習更應積極調動學生的積極性，因此教師應在教學過程中加強與學生的互動。增設課前提問、課后討論環節，認真批改作業，積極發現學生學習過程中存在的問題，并及時對問題進行深入講解，解決問題。另外，由于量子力學是建立在一系列基本假定基礎之上的，抽象難懂，鑒于學生難接受的情況，在授課時注意理論聯系實際，盡可能進行知識的滲透和遷移，將量子力學在實際中的應用穿插于教學之中，豐富教學內容，開拓學生視野，從而調動學生的學習興趣和積極性。
4 結語
通過近年來教學經驗的總結和探索，形成了一套適合材料物理專業量子力學課程教學的方法，該方法教學效果良好。在近幾年的研究生入學考試中，學生量子力學課程的成績優秀，說明采用這樣的教學方法是成功的。
資助項目：武漢工程大學2010年校級教學研究項目（X201037）
量子力學概念總結范文第2篇
【關鍵詞】中醫；形神關系；量子力學；精神
【Abstract】Relationship between body and spirit of traditional Chinese Medicine and quantum mechanics are all concerned with the study of mental activity， both the theory research can promote each other.Relationship between body and spirit of traditional Chinese Medicine think "the body is the residence of spirit， the spirit is the monarch of body" ，think the unity of spirit and substance， consistent with quantum mechanics Copenhagen interpretation spirit.The Chinese medicine develops than the quantum mechanics to the research of spirit of the consciousness theory have stronger vitality.The Chinese medicine theory thinks that the of cosmos has a kind of ego coordination and the ability of the automatic balance.This ability produced spirit， The spirit further strengthens the ability of self-control.This text thinks this ability to at the beginning make the quantum world head for a classic world，and Is the source of all things.
【Key words】Chinese medicine； Relationship between body and spirit； Quantum mechanics； Matter
形神關系是中醫研究物質和精神關系的理論總稱。中醫對精神的形成有明確的認識，并廣泛運用于中醫實踐中。本文主要結合中醫和量子力學進一步探討物質和精神的關系，希望對傳統世界的認知有新的突破。
1 量子力學簡介
量子力學是現代物理學的基礎和核心，主要有單個電子雙縫干涉實驗、活貓死貓問題和量子糾纏等非常規現象。《宇宙的琴弦》第二篇第四章總結單個電子雙縫干涉實驗時指出：電子從兩條縫都通過了，并產生了干涉現象。“一旦確定了電子從哪條縫經過，兩縫間的干涉現象也就消失了”，電子像小球一樣只產生兩道豎紋。唐先一、張志林在《量子力學詮釋綜論》中全面分析了現有的類量子詮釋理論，認為傳統的哥本哈根解釋最為合理，觀測者有不可或缺的作用，即觀測者的觀測讓干涉現象消失了。現在普遍認為是觀測者的意識使得量子波坍縮的。所以，認知、意識等精神活動是理解量子力學的關鍵。
2 神的概念和形成
中醫將精神活動總稱為神，認為形為神之宅，神者形之用，統一了唯心主義和唯物主義。
2.1 神的概念
《中醫基礎理論》認為“狹義之神指人的意識、思維、情感等精神活動”，它是中醫研究的重點。劉富林在《形神合一理論的研究》中認為“神，指人體的生命活動，包括精神、思維、意識、情感、心理等變化”。中醫研究的神主要指精神活動，也包括意識，和量子力學中的意識息息相關，兩者結合定能熠熠生輝。本文的意識、情志和思維等都是指精神活動，是研究量子力學的重要基礎。
劉富林在《形神合一理論的研究》中總結指出中醫形神合一理論“體現在中醫基礎理論與臨床診治、養生防病的全過程中”。陳向群在《量子力學視角下的三種意識解釋》中對量子力學衍生出來的三種主要意識理論進行介紹，說明了量子力學視角下的意識處于假設階段，毫無應用價值。所以，中醫形神關系比量子力學產生的意識理論有更強大的生命力。
2.2 神的形成
《中醫基礎理論》認為“無形則神無以附，無神則形無以活；形為神之宅，神為形之主。形神統一是生命存在的根本保C”。 這里的形“指人體的形體，包括臟腑、經絡、氣血、津液等構成形體的物質”（ 劉富林《形神合一理論的研究》）。中醫的形神觀告訴我們：精神離不開物質，物質是精神生成的基礎。
《中醫基礎理論》將狹義之神分為五神、情志及思維活動。《中醫基礎理論》認為：“五神，即神、魂、魄、意、志，是對人的感覺、意識等精神活動的概括。”五神分屬五臟，即“心藏神，肺藏魄，肝藏魂，脾藏意，腎藏志”（《素問?宣明五氣》）。七情指喜、怒、憂、思、悲、恐、驚，七情中的五志分屬五臟，心在志為喜，肝在志為怒，肺在志為憂，脾在志為思，腎在志為恐。《中醫基礎理論》認為“臟腑精氣對自然環境與社會環境的各種刺激作出應答，便產生了意識、思維、情感等精神活動”，這里的臟腑指五臟六腑。《中醫基礎理論》認為“臟腑之精，指臟腑所藏的具有濡養、滋潤本臟腑及其所屬的形體、官竅等作用的液態精華物質。”《中醫基礎理論》認為“氣是人體內活力很強運動不息的極細微物質，是構成人體和維持人體生命活動的基本物質之一。”綜上所述，精神是由五臟六腑中屬于精和氣的物質共同作用產生的。五臟分屬五行，分別與六腑相表里。《中醫基礎理論》認為“五行，即木、火、土、金、水五類物質及其運動變化”。五臟六腑的精氣各不相同，分屬木火土金水的五類物質。五行之氣的太過不及都會影響精神活動，如“肝氣虛則恐，實則怒”，“心氣虛則悲，實則笑不休” （《靈樞?本神》肝氣即木氣，心氣即火氣）。五行平衡是正常精神活動的保證，精神的產生離不開水火金木土五類物質的協調運作。
量子世界存在著不確定性，物質可以同時存在多個地方，這決定了物質之間的相互作用也存在著不確定性，那么生成的精神也將變化無常。中醫形神觀告訴我們：日常的精神世界和量子世界是相互排斥的，這符合物理實驗。
2.3 心在精神活動中的作用
中醫認為在所有的精神活動中，心起到了控制和調節作用，而西醫認為這一功能是腦。楊濤、趙明鏡等在《“心主神明”的內涵及現代科學依據》從心臟的內分泌功能與腦的功能密切相關、心血管疾病與精神狀態、心血管疾病與認知功能障礙等5個方面對心主神明進行了驗證。樸順天在《心神為體，腦神為用》中總結認為“心就是神明所出之根，腦不主神明，而是神明流注的地方”。簡而言之，心就是中央處理器，腦就是存儲器。從目前研究進展看，心在精神活動中確實發揮了控制和調節作用，這進一步說明了中醫形神關系并非無根之木。
《靈樞?本神》對思維的過程進行了概括“所以任物者謂之心；心有所憶謂之意；意之所存謂之志；因志存變謂之思；因思而遠慕謂之慮；因慮而處物謂之智”。這句話說明了心是認識事物的關鍵，而今所有理論都忽視了認識事物這一能力。量子世界的不確定性決定了由它構成的世界也將不確定，這樣的世界是無法認識的。所以，認識事物涉及到量子世界向經典世界的過渡，是一項非常重要的能力，希望理論界能夠重視。
3 形神關系的重要意義
《素問?六微旨大論》中有“相火之下，水氣承之；水位之下，土氣承之；土位之下，風氣承之；風位之下，金氣承之；金位之下，火氣承之；君火之下，承之”的亢害承制現象，即本氣亢盛，相克之氣就會承接克制。《素問?至真要大論》中有“有勝則復，無勝則否。”這些都說明了五行之氣根據相克規律有自我協調、自動平衡的能力。這種自我協調、自動平衡的能力可以作為宇宙初期從量子世界向經典世界過渡的原動力，也應該是精神活動的開始《中醫基礎理論》認為“神既由精、氣、血、津液等作為物質基礎而產生，又能反作用于這些物質。神具有統領、調控這些物質在體內進行正常代謝的作用”；“臟腑精氣產生神，神通過對臟腑精氣的主宰來調節其生理機能”；“神的盛衰是生命力盛衰的綜合體現，因此神是人體生理活動和心理活動的主宰”。物質的協調運作生成精神，精神又控制促進物質的協調運作，精神與物質的關系比形神統一更加復雜。這種協調平衡能力在人體中變得更加強大，過猶不及，人的情志反應太過又會擾亂氣機的正常運行，這一情況《黃帝內經》也多有描述，本文不做進一步討論。
楊濤、趙明鏡等在《“心主神明”的內涵及現代科W依據》認為，“‘神’指事物的本質屬性，是主宰事物運動變化、興衰存亡的根本因素”。精神生于物質，高于物質，是物質間的固有屬性。《宇宙的琴弦》描述了弦理論中的宇宙有10個維度，9個空間維和1個時間維。神可能是宇宙中更高的維度，它將萬物聯系起來，產生了天人合一理論，存在著非定域性，比量子糾纏現象更加復雜。
中醫形神關系支持意識對物質作用的這種觀點，符合哥本哈根解釋精神。那么在人類進化史、宇宙生成史和時空概念中都必須加入意識。本人能力有限，到此已是黔驢技窮，能引起大家的重視也就心滿意足了。
【參考文獻】
[1]B?格林，宇宙的琴弦[M].湖南：湖南科學技術出版社 ，2007，109-202.
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[3]孫廣仁，鄭洪新.中醫基礎理論[M].北京：中國中醫藥出版社，2017（07）.
[4]劉富林.《黃帝內經》形神合一理論的研究[D/OL].湖南：湖南中醫藥學院，2005.
[5]陳向群.量子力學視角下的三種意識解釋[J/OL].哲學動態，2016（10）.
[6]黃帝內經[M].北京：中國畫報出版社，2008.
量子力學概念總結范文第3篇
關鍵詞：布朗運動 量子力學 物質場 波動函數
引子：這篇論文是洗衣服時出現的一些現象，讓我很好奇，所以我開始了對布朗運動的研究。
布朗運動：懸浮微粒永不停息地做無規則運動的現象（說明一下：永不停息是不存在的，長時間或較長時間，人們是可以接受的），很對不起大家，剛開始就要括號說明，只是現在的定義，真是永不停息。布朗運動的例子特別多，大家很容易見到，如把一把泥土扔到水里攪合攪合，或在無風的情況下對著陽光觀察空氣中的塵粒等等，現在這些類似運動都稱為布朗運動。
1827年，植物學家R·布朗首先提出發現這種運動。在他之后的很長時間，人們對布朗運動進行了大量的實驗、觀察。最后古伊在1888-1895期間對布朗運動提出自己的認識：
布朗運動并不是分子運動，而是從分子運動導出的一些結果能向我們提供直接和可見的證據，說明對熱本質假設的正確性。按照這樣的觀點，這一現象的研究承擔了對分子物理學的重要作用。
古伊的文獻產生過重要的影響，后來貝蘭（我們第一個實驗測量原子大小的人）把布朗運動正確解釋的來源歸于古伊。實話實說，古伊的文獻太重要了，在我看來：一語中的。太對了，古伊是歸納總結的天才，也是真正從實驗的角度來解釋布朗運動的第一人。
古伊的話有三個重點：
一、布朗運動不是分子運動。
二、說明熱本質假設的正確性(下面會專門論述熱的本質問題）。
三、利用分子布朗運動的結果來承擔對分子物理學的研究。
1905年愛因斯坦根據分子運動論的原理提出布朗運動理論，同時期的斯莫羅霍夫斯基作出同樣的成果。
愛因斯坦在論文中指出：按照熱的分子運動論，由于熱的分子運動大小可以用顯微鏡看見的物體懸浮在液體中，必定會發生大小可以用顯微鏡觀測到的運動，可能這里所討論的運動就是布朗運動，觀測這種運動和預期的規律性，就可能精確測量原子的大小，反之證明熱分子運動的預言就不正確。這些是愛因斯坦的研究成果。
現在人們認為這是對布朗運動的根源及其規律性的最終解釋，我認為不是。這是愛因斯坦成功的利用布朗運動的原則創造性提出熱分子運動論，利用這一理論可以測量分子原子的大小，把布朗運動近似為熱分子運動論。或許是天意，愛因斯坦的論文我怎么看都有絕對論的意思。“有大小可以用顯微鏡看見的物體懸浮在液體，必定會發生大小可以用顯微鏡觀測到的運動”。運動的絕對性，不過這里他說的是發生相對于物質本身的運動，可能這是相對論的名稱來源吧。我的評價：初級的絕對論。在絕對論中只要有物質存在就有物質運動，運動是絕對的。愛因斯坦的熱分子運動論：舍本取末，換句話說他把布朗運動等同于分子運動了，認為熱分子運動引起了的不規則運動，就是觀察到的布朗運動。既然相對論是初級的絕對論，我今天提出絕對論，那么所有愛因斯坦做過的事情，我可能都要去做一遍。布朗運動不是熱分子運動，但是可以引起熱分子運動，愛因斯坦的成果只是利用了布朗運動引起的熱分子運動，他沒有分析布朗運動的根源：物質為什么會存在布朗運動。當顯微鏡越來越清晰的時候，愛因斯坦的擴散統計方程就不能適用了。
現在隨著科學的不斷進步，量子理論對真空漲落的認識不斷加深，量子理論也對布朗運動的根源給出自己的看法，同樣今天絕對論也給出自己對布朗運動的認識：
一、布朗運動不是分子運動，或者說不是單個粒子間的運動。
二、布朗運動是一個由點到面，再由面到點的運動形式。
三、布朗運動是與波動函數有關的物質運動的一個特性。
布朗運動不是分子的運動或者說不是單個粒子之間的運動，為什么這么說呢：一滴水融入大海永不干涸（永字應為長時間，不過人們習慣認識，所以沒有改為長時間）大海洶涌澎湃，一盤水很容易平靜。相比之下，為什么有如此巨大反差：物質場運動的疊加效應，滴水穿石的道理也是如此。
簡單的一滴水為什么能夠融入大海呢？正像洗衣服為什么能把衣服洗干凈，洗不干凈會在衣服干后留下許多漬跡一樣。液體的形態對物質運動產生了如何的影響呢？這是我們應該思考的問題，這里我引入二個概念：物質場與波動函數。
說一下自己的看法：一滴水的運動比如一個粒子的運動，大海是一個物質場，一盆水也是一個物質場，同樣一滴水也可是一個物質場，那么一個電子也可是一個物質場，也就是說一個量子可以看作是一個物質場，量子的運動可以當成物質場在運動。
其實為了研究布朗運動，引入物質場這個概念，把物質現實中的存在狀態看成是一個物質場的存在，相信大家能夠理解。把物質形態存在的狀態不去看它把當成一個獨立的物質場存在，比如一塊鐵、一塊鋼、一塊磚，我們都把它當成一個獨立的物質場存在，那么這個物質場中的電子、原子、質子等粒子都是這物質場的一部分，那么這物質場中的一切物質都應是這物質場的一部分。
一個統一的物質場。對于運動而言，物質場有整體的運動，也有物質場的內部運動：質子、電子、中子等微粒之間的運動，比如我用力去拿一件東西，我的全部身體都在運動，手的運動和身體內部的運動時截然不同的，但作為一個整體，我把東西拿了起來，而東西作為一個完整的物質場表現是被我拿了起來，整個的分子、原子、電子構成的物質場共同被我拿了起來。
諸如這些運動是整體的完整的物質場，對另一個完整的物質場的作用，牛頓力學已經很好的應用到多個方面，宏觀物理研究的物體很明確，運動也很明顯，都可以準確測量計算。為什么這里一定要強調完整的物質場呢？一滴水進入了大海之后，這一滴水的完整物質場依然存在，而變成大海的物質場一部分，這一滴水所有的運動，所有的信息都變成了大海物質場的一部分，大海的每一滴水都是一個完整的物質場，但都是大海物質場的一部分，大海有每一滴水的信息 ，但當空氣蒸發水蒸氣時，大海不會單獨讓哪一個完整的小水滴去蒸發，而是大海整個的一個物質場在做蒸發這件事，與個體的物質場的狀態關系不大。
可能從小水滴到大海大家覺得不直觀，在量子力學把電子看成小水滴，把一個物質粒子看成大海，或者幾公斤的金屬板看成大海，相信這樣我們的科學人士都能夠理解。
光電效應的原理：把光子看成一個物質場，把金屬板看成一個物質場，光照到金屬板上，放出電子（當然需要一個極限頻率）是一個物質場對另一個物質場的反應，那么釋放的電子是物質場的整體行為，不是單個電子吸收能量而釋放出來。極限頻率，用水吸收80卡的熱量才能變成水蒸氣來說明吧，80米的水位永遠流不出100米的大壩。每個物質場都有自己的固有頻率，超過這個頻率的東西來破壞它，這個物質場就發生變化用大錘去打東西，物質會反應不同的。
另一個問題：固體微粒之間結合很好，但是一個個的原子又是相互隔開，可是這一個個原子又構成統一的物體。為什么？：波動函數，物質的特性是一個個小的原子共同表現出的特性，兩塊鐵融化后能夠形成一塊鐵，人類有無數的合金材料以及其它合成物質，為什么這些材料表現出了原來不同的特性呢，物質場的特性為什么變化呢？
物質的特性變化了，那么每一個小的物質場的特性也會變化。一般情況下原子不可能變，合金狀態的原子也未變，那么什么變化了呢？量子的運動方式變化了，也就是電子和質子以及其它的微粒運動形式變化了，整個的物質場的量子波動函數變化了。
波動函數是為了形象說明布郎運動的本質引入的一個物質特征，一個物質場的波動函數體現物質作布郎運動的能力，也體現了物質場內部物質運動能力。波動函數是物質場與物質場之間結合（疊加）能力的一種體現。一個物質場中會有很多不同的波動函數如：分子之間，原子之間，電子之間，質子之間，原子于分子之間，電子與原子核之間，質子與中子之間等等許許多多的量子之間。波動函數是物質運動的一種能力的體現。
當然這個概念也很符合量子力學的波動方程的需要，那就是所有的物質場都有自己的波動函數，而且不止一個。當波動函數達到一定數值，物質場之間既可融合。這樣雖然原子之間的距離是分開的，但是電子之間的物質場卻可以是融合在一起的（當然還有比電子更小物質，那它們的物質場更會融在一起）
波動函數越高，物質融合的越快，反之越慢，諸如擴散現象，滲透等等，固體之間的波動函數低，所以最好融化或鍛打成液態式的結合，需要外部的力量加大它的波動函數。波動函數是物質作布郎運動的一種能力，我更愿意認為波動函數是物質運動的一種能力（在絕對論中運動是物質的生命）。與物質本身的溫度有關，與外界的干涉有關。例如：加熱氣體，溶液或用力攪拌溶液等等會增波動函數值。（下面我們還要專門研究熱的本質問題）
用一個方程式來表達吧。
H值=H℃溫度+Hoi外部干涉，H：波動函數。其實我的波動函數和量子力學中的的物質波不是完全相同。
波動函數是物質場的特性，是物質生命能力的一種體現。表現在粒子上，粒子就具有波動性，同時物質運動一定需要能量的，也一定出現物質的波動。所以不是粒子具有波粒二象性，而是物質場具有波動函數。就象一整鐵的內部具有輕微的布郎運動，也就是說這塊鐵的所有原子、分子、電子等等一切粒子都在做一定的布郎運動。所有的粒子都具有這塊鐵的物質特性。也就是所有的粒子都有自己相應的波動函數。這與這塊鐵的運動和外界條件都有關系。就比如大海是所有的水滴和水中的懸浮物體構成一個統一的物質場，是所有的物質場的疊加效應，如果你取出一滴水，那么這一滴水就不屬于大海了，它和大海就毫不相干了，完全是不同的物質場了。
說到這些，大家可能會樂了，我也很樂的：這就是我們量子力學上著名的不確定原理和測不準原理，因為你要對這一個量子測量，那你就要破壞這個粒子在物質場的狀態，你永遠不能無法精確測量一個量子系統。因為你測量一滴水的結果就會脫離大海這個物質場。這一滴水在大海里就和大海一樣大，除非有測大海一樣大的儀器，否則無法測量這一滴水在大海中運行狀態。但是我們可以運用統計學對整個的物質場的運動進行統計。我們可以計算大海每天蒸發了多少噸的水，但不可以說是那一噸水。
其實量子力學碰到的最大問題，不是實驗不能證明。而是無法說明粒子為什么不可測，而且無法確定位置，因為任何一個物質場都是一個面，一個量子只是一個點，而運動和變化是物質場與物質場之間發生的，與單個的粒子運動關系不大。當然也不能說一點沒有，就象人與人打架一樣，是兩個物質場在運動，打在手上，而全身都難受，手痛得最厲害。是整個物質場在對外界的物質場共同的感受。可不是只是手不舒服，所以我們能夠精確地確認各個量子運動疊加之后統計結果（宏觀物理），但我們不能很精確一個物質場內部的那一小點起作用。物質是整體運行的，當外部的物質變化時內部的物質也會有相應變化的，量子運行方式會發生一些改變。
量子力學從來沒有從一個面去研究物體，只注重了一個點，而經典物理只注意宏觀物理現象的規律性，也就是注意面了。
量子力學注重研究了物質場的內部運動：單個粒子的運動（點）。經典物理學：牛頓力學，相對論只注重了物質場與物質場的外部運動（面）。
而布郎運動是把物質場的內部和外部運動結合一起的表現運動，是點到面，再面到點全過程，所以對布郎運動的研究也是一個科學研究物質運動史的一個縮影。
人對事物的認識總是漸近的，按照絕對論的原則，弧立的事情是不存在的，所有的系統都是宇宙整體的一部分，所有的運動都是宇宙生命的一種體現。
現在用量子理論中的概念說明熱的本質問題：熱量只是能量的一種表現形式。熱的來源一般是：化學反應，物理作用（包括核反應），能量轉化。等等的這一切源于：量子運行方式的改變。量子運行只會一個場，一個場的變化，也就是說量子運動只可123456 不會連續不斷 沒有0.1，0.2，0.3，0.4等等。量子的運行方式改變只可這個場直接到那個場，要么吸收一定能量，要么釋放一定能量。水分子或者是固態，或是氣態，液態，沒有中間的狀態。能量有許多表現形式，而熱量是能量的一種表現形式，所以我們可以測定溫度等等現象。量子運行方式改變了，物質的特性也就改變了。燒火做飯，木柴變成灰燼，原子一個不少，電子一個不少，可是它們之間的運行方式改變了，能量或釋放了或吸收了，物質也就變化了。
量子力學概念總結范文第4篇
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申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 許多研究者認為，只有當物理學不僅能夠解釋空間和時間的表現，還能解釋其起源時，它才算是完整的。
“想象一下，有一天你醒來后，突然意識到自己生活在一個電腦游戲中—”加拿大物理學家馬克·范拉姆斯東克說。這聽起來像是科幻電影，但對他來說，這個場景是思考現實的一種方式。如果這是真實的，“我們周圍的所有東西—整個三維物理世界，就是別處一個二維芯片的編碼信息所產生的幻覺。”也就是說，我們的宇宙及其三維空間，只是低維度基質所投射出的全息圖（hologram）。即使從理論物理學的一般標準來看，這種“全息原理”也是很奇特的。
不過有一小部分研究人員認為這還不夠奇特，范拉姆斯東克就是其中之一。他們認為，如果現代物理的兩大支柱，廣義相對論（把引力描述為空間和時間的彎曲）以及統領原子世界的量子力學，都不能解釋空間和時間的存在，其他現有理論就更不可能了。
范拉姆斯東克和同事確信，只有解釋出空間和時間的起源，物理學才是完整的。而這樣的構想將需要大膽的設想，例如“全息圖”概念。只有對現實進行激烈的概念重建，才能夠解釋，當黑洞中心無限致密的“奇點”將時空結構扭曲得超越了我們所有認知時，到底發生了什么；這也是研究者統一原子尺度的量子理論與星際尺度的廣義相對論的唯一途徑。已經有幾論物理學家在為這個大統一理論而奮斗。“所有的經驗告訴我們，不應該存在兩個關于現實的截然不同的基本觀念—必然存在一個可以包羅萬象的宏大理論，”美國物理學家阿布依·阿希提卡如是說。找尋這樣的宏大理論是一個艱巨的挑戰。
本文介紹了一些有前景的研究理論以及一些用于檢驗這些理論的新觀點。 熱力學引力
有哪些證據顯示，存在比空間和時間更基本的東西？
20世紀70年代初，當量子力學和引力與熱力學之間的聯系越來越清晰時，一系列驚人的發現給出了一個令人興奮的線索。
1974年英國劍橋大學的斯蒂芬·霍金證明，黑洞周圍空間的量子效應使得黑洞向外釋放熱輻射。其他物理學家很快驗證了這種現象的普遍性。
1995 年，美國物理學家特德·雅各布森把這兩個發現合并為一，假設空間中的每一點都處在一個微小的“黑洞視界面上”，每一點都滿足“熵—面積”的關系。在這樣的假設下，他發現只需利用熱力學中的概念，通過數學方法就可以得到廣義相對論的愛因斯坦方程，而不需要時空彎曲的觀點。
2010年，這個觀點又被荷蘭弦理論學家埃里克·韋爾蘭德推進了一步。他證明了無論時空的組分是什么，它們的統計熱力學都能自動地生成牛頓萬有引力定律。印度宇宙學家他努·帕德馬納班也發現，愛因斯坦方程可以寫成一種與熱力學定律一致的形式，引力的許多其他理論也可以做這樣的改寫。帕德馬納班正在嘗試用熱力學的方法來解釋暗能量的起源和大小。 因果集
加拿大物理學家拉斐爾·索爾金是因果集理論的先驅，這個理論假設時空的基石只是簡單的數學點，通過一條條鏈連接起來，每條鏈都從過去指向未來。每一條這樣的鏈都是因果關系的簡要表示，意味著較早的點會影響較晚的點，但反之不成立。這樣形成的網絡就像一棵不斷長大的樹，逐漸長成了時空。“你可以想象空間從許多點中產生，與溫度從許多原子中出現是類似的。”索爾金說，“問‘一個原子的溫度是什么？’這個問題是沒有意義的，只有對于一大堆原子，溫度的概念才有意義。”
上世紀80年代末，索爾金利用這個理論框架來估算可觀測的宇宙所包含的點的數目，他還推測出，這些點應該都會產生一種微弱的內在能量，最終導致了宇宙的加速膨脹。幾年后，暗能量的發現證實了他的推測。“人們通常認為量子引力的預言是無法檢驗的，但這就是一個可檢驗的例子。”英國量子引力學家喬·亨森說，“如果暗能量的值更大或者為零，因果集理論就被排除了。” 全息
范拉姆斯東克根據全息原理，提出了一個完全不同的關于時空起源的觀點。黑洞以類似全息圖的方式將全部熵儲存在表面，受此現象啟發，美國弦理論學家胡安·馬爾達塞納，首先給出了黑洞全息原理的準確數學表達式。這一極有影響力的全息宇宙模型發表于1998年。在這個模型中，宇宙的三維內部包含著僅由引力控制的弦和黑洞，而宇宙的二維邊界包含的粒子和基本場，則滿足沒有引力的普通量子定律。三維空間中，假想居民看不到二維邊界，因為它是無限遠的。但這并不影響數學推導：在三維宇宙中發生的任何事情，都可以等價地用二維邊界中的方程很好地描述出來，反之亦然。
2010年，范拉姆斯東克研究了邊界中的量子粒子相互“糾纏”（這意味著測量一個粒子會不可避免地影響到另一個）的情形。范拉姆斯東克總結說，三維宇宙實際上是被邊界上的量子糾纏扯到一起的。在某種程度上，這意味著量子糾纏和時空是同樣的東西。或者就像馬爾達塞納指出的那樣，“這說明量子是最基礎的，時空是由其衍生出來的。”
更多內容，詳見《科學美國人》中文版《環球科學》2013年12月號 新知科技改變生活
【上月球種菜】人類未來能否在月球上生活？科學家打算先嘗試在月球上種菜。按照計劃，NASA將在2015年，通過一艘商業太空船，向月球運輸一些植物種子以及適合這些植物生長5至10天的材料。植物的生長過程將被全程記錄并傳送回地球，以對比植物在地球與月球上的生長差異。
—中國青年報
【捕獲幽靈粒子】 “冰立方” 研究項目的科學家在《科學》發文稱，位于南極冰層一英里下的“冰立方”巨型中微子探測器，已發現28個來自太陽系外的高能中微子。中微子是一種中性粒子，可不受干擾地筆直劃過宇宙，通過反向查找這些粒子的源頭，科學家將可以得到各種宇宙事件的第一手資料。
—環球科學雜志社
量子力學概念總結范文第5篇
化學的學科發展，可以提到許多方面，如飛秒化學。化學向生物學和醫學、材料設計、能源、大氣和環境化學、國家安全與個人安全等領域的拓展等。在本文中，要著重說的是：化學與化學工程的重新融合。
20世紀初，化學工程從應用化學中脫胎而出，經歷了單元操作和三傳一反，形成了化學工程學，從以經驗為主過渡到有一定預測功能的較完整的理論，從而導致化學與化學工程的分離。這種情況在20世紀90年生了變化，基礎化學研究與化學工程之間發生了空前的交疊和滲透。化學家越來越多地介入復雜系統的構造、分析和使用中，這些自然而然與工程學中的系統方法有關。化學工程師正日益進入越來越多的化學基礎領域，在一些情況下甚至處于領導地位。在2003年美國出版的《超越分子前沿――化學與化學工程面臨的挑戰》一書中，開始使用化學科學來代表所有化學家和化學工程師的工作范圍。
化學是一個多尺度的科學。微觀尺度是從電子和原子核到分子，例如分子設計。宏觀尺度，例如實驗室合成、生產裝置、化學和物理操作、產品包裝和運輸。現在大家更關注介觀尺度。從化學方面來說，人們關注超越分子的層次，進入超分子、分子集團、大分子、活性中心、器件的作用域，可以說從微觀跨越到介觀以至宏觀層次。從化學工程來說。人們也不再滿足于宏觀的三傳一反，而是逐步深入到顆粒、液滴、氣泡、微孔、界面等介觀行為，并對微觀的機理也表現了濃厚的興趣。化學由底向上，化學工程由頂向下，在介觀層次相遇，互相借鑒，對于化學科學及其理論的發展，形成了巨大的推動。
二、介觀尺度的研究
通常化學以量子力學或量子化學為理論基礎，用以研究物質的微觀結構、化學鍵和對稱等，現在正逐步重視隨時間發展的動態演變。在唯象地說明宏觀現象時，則應用熱力學。進入介觀層次后，要采用平衡態和非平衡態的統計力學，后者需要綜合應用流體力學的原理。
化學工程通常以流體力學和熱力學為理論基礎，特別重視湍流理論、多相流和不可逆過程的熱力學。計算流體力學有很大的發展。在研究湍流的強相關機理以及涉及介觀層次時，統計力學原理起著重要的作用。而在為特征參數找出規律時，則需要量子力學的幫助。
化學科學理論的發展，進入到綜合運用量子力學、統計力學、熱力學和流體力學的時代，目標是解決多尺度時空結構與宏觀平衡和速率的關系。
進行多尺度時空結構研究，有兩個重要方面：一是由下向上的預測。從分子結構逐級預測介觀層次的各種結構及其隨時間的演變，并進而預測宏觀層次的結構、反應和分離的特性，以至在反應器和分離裝置中的行為，目標是形成無縫的從微觀到宏觀的鏈接。要做到這一點，先要搞清楚各個相鄰層次的時空結構是如何相互關聯的。研究這種關聯，首先要有實驗的觀察，總結經驗的規律，然后是理論的建立和推導，作為過渡步驟，也常常是采用模型的半經驗方法。二是由上向下的控制。用宏觀的手段，逐級控制各級時空結構的形成。這兩個方面有著緊密的聯系，有相輔相成的關系。
三、對化學教學的啟示
為了適應不斷變化的新形勢，化學教學要做好以下幾點：
第一要打好基礎。最重要的是，對于本學科的框架結構，通過教學，應使學生有一個系統的完整的初步認識。新的現象、規律和方法不斷出現，要善于在學科的框架結構中找到它的位置。
對于物理化學，我們認識到的學科框架包括：
兩大類研究對象：平衡和速率。
三個層次：宏觀層次，由微觀到宏觀的過渡層次，微觀層次。
兩個方面：普遍規律和物質特性。兩者結合，可以解決實際問題。
三種方法：研究物質特性，有實驗方法、半經驗方法和理論方法。從理論上研究物質特性，將進入下一個更深的層次。
例如生物膜中的促進傳遞和耦合傳遞。屬于宏觀層次的速率過程，具體來說是界面中的速率過程。對于普遍規律，要學教材中“傳遞過程”的內容(當然還有些特殊的地方)。為得到某一個生物膜的傳遞特性，要采用實驗測定，或半經驗方法。而要從理論上得到這種特性，必須應用統計力學。
又如耗散顆粒動態學DPD，它是一種介觀層次的模擬，實質上它就是分子動態學模擬MD，屬于從微觀到宏觀的過渡層次的普遍規律范疇。特殊之處是應用了粗粒化，引入更低的介觀層次，相應還采用了耗散力和隨機力。
第二要強調開放。框架是開放的，可以不斷更新和充實。內容是開放的，可以經常介紹新的進展。
對于如此豐富的介觀層次，上述框架的精神依舊。微觀和宏觀之間，可以加入各種由低到高的介觀層次之間的過渡層次。研究某一介觀層次的特性，仍然有實驗、半經驗、理論這三種方法。理論方法主要采用平衡態和非平衡態的統計力學，相應進入了下一個層次，即從更低的介觀層次到該介觀層次的過渡層次。
第三要善用類比。類比永遠不會完美，卻幾乎常常有用。物理學是一個由于類比而興旺的領域，例如，基于借自超導的概念，我們可以至少部分理解超流的氦。物理化學中類比于由理想氣體到實際氣體，在研究混合物時，我們由理想混合物到實際混合物。
上面提到的耦合傳遞，可以和耦合反應進行類比。又如密度泛函理論DFT，則是以密度分布p(r)代替傳統的位能函數ε(r)為基本變量構筑泛函。變分原理則等價于最概然分布原理或熵最大原理。
當前的薄弱環節是：從微觀到宏觀的過渡層次；傳遞速率；進展。
要加強教學資源建設，包括教材、系列參考書、電子教材、網站建設等。
四、教學方法
